9812
📷 پیج رسمی اینستاگرام: https://www.instagram.com/quantum.physics3p 👥 گروه فیزیک: https://t.me/+78Sx2BpWbDk0Yzhk تبادل و تبلیغات: @matin_mf
#فیزیک_کوانتوم
◾️منابع گذرای فراکهکشانی؛ مشاهدات پرتو ایکس
@Physics3p
➖قسمت پایانی
در این مقاله راجع به اهمیت مشاهدات پرتوایکس در پاسخ به چند سؤال کلیدی در اخترفیزیک می‌پردازیم:
۳.بلازارها به عنوان منابع تولیدکننده‌ی نوترینوها: در سال ۲۰۱۷ یک نوترینوی پرانرژی در رصدخانه‌ی آیس‌کیوب آشکار شد که با مشاهدات دنبال‌گر در زمینه‌های مختلف، به حضور یک بلازار فعال پی بردیم (به دو مقاله‌ای که قبلا در اسطرلاب نوشتیم رجوع کنید: ۱ و ۲). بلازارها درواقع سیاهچالههای ابرپرجرم فعالی هستند که جت‌هایی از ذرات و نور ساطع می‌کنند که جهت آنها به سمت زمین است و برای همین فوران آنها از روی زمین قابل مشاهده است. مطالعه‌ی این منابع در محدوده‌ی پرتوایکس، مدل‌های توزیع طیفی انرژی را تا حد بسیار خوبی محدود میکند و در شناخت ما از واکنش‌های ذرات در منبع نقش بسزایی دارند. تلسکوپ‌های پرتوایکسی که در زمان بسیار کوتاهی می‌توانند به پیغام کشف نوترینوها واکنش نشان دهند و به مشاهده‌ی آن بخش از آسمان بپردازند، از جمله، ماهواره‌ی سوییفت، بسیار مفیدند.
۴. ابرنواخترها: برای اینکه بفهمیم ستاره‌های پرجرم چگونه می‌میرند و اجداد ابرنواخترها با مقدار کم هیدروژن چه هستند، به مشاهدات پرتوایکس نیز نیاز داریم.
۵. ادغام ستاره‌ی نوترونی و پس‌تاب فوران پرتوگامای کوتاه: جریان‌های نسبیتی که پس از ادغام ستاره‌های نوترونی رخ می‌دهند چه منشایی دارند و ماهیت جسم فشرده‌‌ی پس از ادغام چیست؟ ادغام دو ستاره‌ی نوترونی و یا یک ستاره‌ی نوترونی با یک سیاهچاله از پرانرژی‌ترین فرآیندهای شناخته‌شده در عالم‌اند که از منابع مهم تابش امواج گرانشی هستند. این سیستم‌ها همچنین محل اصلی تولید عناصر سنگین در عالم به حساب می‌آیند. مشاهدات پرتوایکس نقش مهمی در شناخت منشا جریان‌های ناشی از ادغام‌ها دارند. از مزایای این مشاهدات، می‌توان به شناخت ساختار و جهت زاویه‌ی جت نسبت به ما، تخمین فاصلهی سیستم دوتایی، و مطالعه‌ی فیزیک موتور مرکزی سیستم اشاره کرد. دقت زاویه‌ای تلسکوپ‌های پرتوایکس در این مطالعات اهمیت زیادی دارند چرا که این سیستم‌ها با آشکارسازهای امواج گرانشی فعلی، از فواصل حدود ۲۰۰مگاپارسک قابل آشکارسازیند و برای تفکیک منابع به دقت زاویه‌ای بالایی نیاز است.
علاوه بر سؤالات بالا، همواره به دنبال کشف منابع جدید و ناشناخته هستیم و مشاهدات پرتوایکس در سال‌های اخیر تعداد زیادی منبع جدید کشف کرده‌اند. تلسکوپ‌های سوییفت، XMM-Newton، و چاندرا در دهه‌ی گذشته نقش اصلی در کشف‌های مذکور داشته‌اند. در دهه‌ی بعدی ماموریت‌های جدید با تکنولوژی‌های مدرن آشکارسازی و آینه‌های پرتوایکس، برنامه‌ریزی شده و امیدواریم که موارد مذکور در این مقاله را بتوانیم با جزییات دقیق‌تری مطالعه کنیم و در انتظار کشف‌های جدید باشیم.
@Physics3p
🔳 قسمت اول را از " اینجا" مطالعه
🌐 منابع:
برداشت از سایت نجوم و کیهان شناسی اسطرلاب
عنوان اصلی مقاله: X-ray follow-up of extragalactic transients
نویسندگان: E. Kara, R. Margutti, A. Keivani, et al
*لینک اصلی مقاله: https://arxiv.org/abs/1903.05287
#گردآوری: آزاده کیوانی، محقق و مدرس دانشگاه کلمبیای نیویورک ، پژوهشگر در زمینه‌ی اخترفیزیک پیام‌رسان‌های چندگانه و نوترینوها و امواج گرانشی ، عضو رصدخانه‌ی نوترینوی IceCube،
پژوهشگر اسبق پَسادکترا در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و عضو تیم تحقیقاتی AMON
✅ تلسکوپ هابل دوباره فعال شد‼️
سازمان فضایی آمریکا ناسا اعلام کرد ساعاتی پیش توانسته کامپیوتر پشتیبان تلسکوپ هابل را روشن کند و به این ترتیب تلسکوپ هابل دوباره فعال شده است.
منبع رسمی خبر:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/operations-underway-to-restore-payload-computer-on-nasas-hubble-space-telescope
🆔 @Physics3p
چرا می گوییم نور ماهیت ذره ای دارد؟
3) اثر کامپتون:
در سال ۱۹۲۳ کامپتون قاطع ترین تایید جنبه ی ذره ای تابش را فراهم کرد. او با پراکنده کردن پرتو های 𝑋 توسط الکترون های آزاد دریافت که طول موج امواج پراکنده شده بیشتر از طول موج تابش فرودی است. مطابق فیزیک کلاسیک باید طول موج تابش فرودی با تابش پراکنده شده برابر باشد. از نظر فیزیک کلاسیک چون انرژی پرتو 𝑋 خیلی بیشتر از آن است که توسط یک الکترون آزاد جذب شود بنابراین پرتو 𝑋 فرودی یک میدان الکتریکی نوسانی ایجاد میکند و الکترون را وادار به نوسان با همان بسامد میکند و الکترون نوری با همان بسامد ( و طول موج) اما با شدتی که متناسب با شدت تابش فرودی است گسیل میکند. ( بسامد نوری که الکترون گسیل میکند با بسامد نوسان ذره برابر است.)
هیچکدام از این پیش بینی های فیزیک کلاسیک با آزمایش سازگار نبود. یافته های تجربی کامپتون نشان میداد که طول موج تابش پراکنده شده به اندازه 𝝀∆ بزرگتر از طول موج تابش فرودی است و 𝝀∆ فقط به زاویه پراکندگی بستگی دارد. کامپتون تنها با استفاده از این فرض که تابش فرودی به صورت جریانی از ذرات (فوتون) که با الکترون ها برخورد کشسان دارند توانست مشاهدات خود راتوجیه کند. کامپتون با استفاده از قوانین برخورد کشسان (پایستگی انرژی و تکانه) به رابطه
𝛥𝜆=2𝜆c sin²(𝛉/2)
دست یافت که در آن 𝜆c (طول موج کامپتون) یک مقدار ثابت است و رابطه نشان میدهد که 𝛥𝜆 فقط به زاویه پراکندگی پرتو بستگی دارد.
🆔 @Physics3p
چرا می‌گوییم نور ماهیت ذره ای دارد؟
1)تابش جسم سیاه:
🆔 @Physics3p
جسم سیاه، جسمی است که تمام تابش فرودی را جذب میکند. هنگامی که یک جسم گرم میشود الکترون ها در سطح آن به نوسان در می‌آیند و امواج الکترومغناطیس تابش می‌کنند که شدت این تابش به دما و بسامد تابش بستگی دارد. در صورتی که جسم و محیط هم دما باشند جسم در تعادل گرمایی است و همان میزان انرژی که جذب میکند را تابش میکند. بنابراین جسم سیاه یک جذب کننده و یک تابش کننده‌ی کامل است.
داده های تجربی نشان میدادند که چگالی انرژی تابشی فقط به دمای جسم مربوط است و هیچ وابستگی به ترکیب شیمیایی و شکل جسم ندارد. در سال ۱۸۷۹ استفان به طور تجربی رابطه ای برای آهنگی که جسم انرژی را از طریق تابش الکترومغناطیس گسیل میکند ارائه داد. در سال ۱۸۹۴ وین با استفاده از ترمودینامیک و قانون استفان رابطه ای برای چگالی انرژی تابشی برحسب بسامد نور گسیل شده و دمای جسم ارائه داد. اگرچه فرمول وین برای بسامد های بالا بسیار دقیق و خوب است اما در بسامد های پایین با ناکامی رو به رو میشود.
در سال ۱۹۰۰ ریلی و جینز بر روی طبیعت تابش الکترومغناطیس درون کاواک(۱) متمرکز شدند. آنها تابش را متشکل از موج های ایستاده‌ای با گره هایی روی سطح فلز در نظر گرفتند. هر موجی که از سطح داخلی جسم گسیل میشود به دیواره های دیگر برخورد میکند و بازتاب میشود. موج تابیده شده با موج بازتابیده امواج ایستاده ای را تشکیل می‌دهند.(شکل فرضی در پایین متن) با محاسبه تعداد کل این امواج ایستاده و ضرب آنها در انرژی میانگین کل که برای تمامی امواج این سیستم برابر است و با تقسیم بر حجم کاواک انرژی تابشی در واحد حجم (چگالی انرژی تابشی) بدست می‌آید.
این قانون در بسامد های پایین به خوبی عمل میکند اما در بسامد های بالا با داده های تجربی سازگار نیست. در صورتی که مقدار بسامد زیاد شود انرژی تابشی به سمت بینهایت میرود و این یعنی کاواک داری مقدار نامتناهی انرژی است که غیرمنطقی است. که به فاجعه فرابنفش معروف است.
پلانک در سال ۱۹۰۰ با فرض اینکه تبادل انرژی بین تابش و ماده به صورت گسسته باشد ( برخلاف فرض ریلی که موج ایستاده می‌تواند هر مقدار پیوستار انرژی را مبادله کند) از فاجعه فرابنفش اجتناب کرد. انرژی تابشی با بسامد f گسیل شده توسط ذرات درحال نوسان باید به صورت مضارب صحیح hf ( که 𝒉 ثابت پلانک می‌باشد) باشد.
(۱) کاواک: یک جسم توخالی، یا یک چهار دیواری که تنها سوراخ کوچکی برای ورود یا خروج تابش نور دارد تقریب خوبی برای یک جسم سیاه است. هر تابشی که از این سوراخ وارد حفره شود، بینهایت بار به همه سو بازمی‌تابد. این بازتابش‌های پی‌درپی بر دیواره‌های داخلی جسم سرانجام سبب جذب شدن آن میشود.
🆔 @Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
◾️تولد دوباره قاعده بورن، (داستان مرموز ظهور واقعیت فیزیکی از دل ریاضیات انتزاعی کوانتومی)
# قسمت دوم
@Physics3p
➖معما کجاست؟
شرودینگر در سال ۱۹۲۵، معادله‌اش را به عنوان توصیفی از پیشنهادی که لویی دوبروی، سال گذشته‌اش مطرح کرده بود (مبنی بر اینکه ذرات کوانتومی می‌توانند مانند امواج رفتار کنند)، نوشت. معادله‌ی شرودینگر، یک تابع موج به یک ذره نسبت میدهد (که با علامت Ψ {بخوانید سای} نمایش داده میشود) به گونه‌ای که با آن می‌توان رفتار آینده‌ی ذره را پیش‌بینی کرد. تابع موج، یک عبارت ریاضی محض است و مستقیما به هیچ چیز قابل مشاهده‌ای ارتباط نمی‌یابد. پس سوال این بود: چگونه باید آن را به ویژگی‌هایی که مشاهده‌پذیرند، ربط داد؟ شرودینگر نخست، فرض کرد که بزرگی تابع موج در برخی نقاط فضا با چگالی ذره‌ی کوانتومی در آن نقطه، متناظر است.اما بورن استدلال کرد که بزرگی تابع موج به احتمال مربوط است یا به طور دقیق‌تر، بزرگی تابع موج با احتمال اینکه ذره را پس از اندازه گیری،در آن مکان پیدا کنید، متناظر است. بورن در سخنرانی جایزه‌ی نوبلش در سال ۱۹۵۴ ادعا کرد این ایده، تعمیمی از داستان فوتون‌هاست که در سال ۱۹۰۵ توسط اینشتین پیشنهاد شده بودند. بورن گفت، اینشتین مربع بزرگی موج نوری را به عنوان چگالی احتمال رخداد فوتون‌ها تفسیر کرده بود. این مفهوم می‌توانست در مورد تابع موج هم به کار رود. اما شاید این دلیل، یک توجیه پس‌رفتی بوده است. بورن اول فکر کرد که بزرگی سای، این احتمال را میدهد، اما به سرعت، نظرش را عوض کرد و تصمیم گرفت مربع سای (یا مربع مقدار مطلقش)، احتمال مورد نظر را بدهد. اما سریعا معلوم نشد کدامیک از این دو، درست است. متئوس آراجو (Mateus Araújo) نظریه‌پرداز کوانتومی دانشگاه کُلن آلمان می‌گوید:
"واقعا زشت است که نمی‌دانیم این قاعده چرا کار میکند، اما میدانیم اگر آن را دور را بیندازیم، نظریه کوانتومی، از هم می‌پاشد"
به هر حال، این خودسری قاعده بورن شاید کمترین چیز عجیب در مورد آن باشد. در بیشتر معادلات فیزیکی، متغیرها به ویژگی‌های عینی سیستمی که توصیف می‌کنند، اشاره دارند: مثلا جرم یا سرعت اجسام در قانون حرکت نیوتون، اما در مورد قاعده بورن، از این خبرها نیست؛ تابع موج، یک ویژگی عینی نیست. در واقع، واضح نیست که آیا تابع موج، چیزی در مورد ماهیت کوانتومی خودش می‌گوید یا نه، مثلا اینکه در هر لحظه از زمان، کجاست؟ در عوض تابع موج به ما می‌گوید اگر انتخاب کنیم که ببینیم، چه چیزی خواهیم دید. به نظر میرسد تابع موج، جهت اشتباهی دارد: نه به سمت سیستم در حال مطالعه، بلکه به سمت تجربه‌ی آزمایشگر از آن. چیریبلا می‌گوید:
"چیزی که نظریه‌ی کوانتومی را معماگونه میکند، قاعده بورن به معنای راهی برای محاسبه‌ی احتمالات نیست، بلکه این حقیقت است که نمی‌توانیم اندازه گیری ها را با معلوم کردن ویژگی‌های از پیش موجود سیستم، تفسیر کنیم."
مورد دیگر اینکه، دستگاه ریاضی بدست آوردن این احتمالات، فقط زمانی می‌تواند نوشته شود که شما تصریح کنید چگونه دارید به سیستم نگاه می‌کنید. اگر اندازه گیری متفاوتی انجام دهید، ممکن است احتمالات متفاوتی را نیز محاسبه کنید، حتی با وجود اینکه به نظر میرسد در حال اندازه گیری همان سیستم در دفعات مختلف هستید. این همان دلیلی است که نشان میدهد چرا تجویز بورن برای تبدیل توابع موج به نتایج اندازه گیری، تمام آن ماهیت متناقض نظریه کوانتومی را در خود دارد: این حقیقت که ویژگی‌های مشاهده‌پذیر اشیای کوانتومی به شیوه‌ای احتمالاتی از خود عمل اندازه گیری ظهور می‌کنند. کابلو می‌گوید:
"اصل موضوعه‌ی بورن در مورد احتمال، جایی است که دقیقا معما در آن نهفته است.بنابراین اگر می‌توانستیم بفهمیم قاعده بورن از کجا می‌آید، می‌توانستیم بفهمیم مفهوم ترسناک اندازه گیری در نظریه کوانتومی، واقعا به چه معناست!"
@Physics3p
🔳 قسمت اول را از " اینجا" مطالعه کنید
🌐 منبع :
دیپ لوک، مترجم ناهید سادات ریاحی
#فیزیک_کوانتوم
◾️تولد دوباره قاعده بورن، (داستان مرموز ظهور واقعیت فیزیکی از دل ریاضیات انتزاعی کوانتومی)
# قسمت اول
@Physics3p
قاعده بورن ، پلی که ریاضیات مکانیک کوانتومی را به دنیای قابل مشاهده و واقعی ما وصل میکند. پلی که از قضا خیلی هم خوب کار میکند، اما به طرز خنده‌داری واقعا نمی‌دانیم چرا؟ همه می‌دانند که مکانیک کوانتومی، نظریه‌ی عجیبی است، اما ضرورتا نمی‌دانند چرا؟ باور بر این است که دنیای کوانتومی به خاطر برهم نهی‌اش، اصل عدم قطعیتش و درهم تنیدگی‌اش، واقعا عجیب است. چیزی که مکانیک کوانتومی تا این اندازه عجیب کرد، اصل مشهور عدم قطعیت سال ۱۹۲۷ یا درهم تنیدگی سال ۱۹۳۵ نبود، بلکه ماکس بورن در سال ۱۹۲۶ این غرابت را به مکانیک کوانتومی اعطا کرد. او پیشنهاد داد که راه درست تفسیر ماهیت موجی ذرات کوانتومی، این است که آنها را به صورت موج‌های احتمال ببینیم. بورن اظهار داشت که معادله‌ی موج (که سال قبلش توسط شرودینگر ارائه شده بود)، اساسا یک مولفه‌ی ریاضی برای محاسبه‌ی شانس مشاهده‌ی یک نتیجه‌ی خاص در یک آزمایش است. به عبارت دیگر، قاعده‌ی بورن، نظریه‌ی کوانتومی را به آزمایش مربوط میکند. اصلا همین قاعده است که مکانیک کوانتومی را یک نظریه‌ی علمی میکند، نظریه‌ای که می‌تواند پیش‌بینی‌هایی قابل آزمون انجام دهد. لوییس ماسانس (Lluís Masanes) از کالج لندن می‌گوید:
قاعده‌ی بورن، ارتباط حیاتی بین اشیای ریاضی انتزاعی نظریه‌ی کوانتومی و تجربه و جهان ملموس است مشکل این است که قاعده بورن، واقعا چیزی بیشتر از یک حدس هوشمندانه نبود! در واقع بورن این قاعده را بدون هیچ دلیل بنیادی پیشنهاد کرد!
آدان کابلو (Adán Cabello)، نظریه پرداز کوانتومی دانشگاه سویای اسپانیا می‌گوید:
" قاعده بورن یک شهودِ بدون توجیه دقیق بود، اما کار کرد! "
هنوز پس از گذشت بیش از ۹۰ سال، هیچ کس نتوانسته دلیل آن را توضیح دهد. بدون قاعده بورن نمیتوان نشان داد مکانیک کوانتومی درباره‌ی ماهیت واقعیت چه می‌گوید. جیولی چیریبلا (Giulio Chiribella) متخصص بنیان‌های مکانیک کوانتومی از دانشگاه هنگ‌کنگ می‌گوید:
"درک قاعده بورن، به عنوان راهی برای درک تصویر دنیای نهفته در نظریه‌ی کوانتومی، بسیار مهم است."
چندین پژوهشگر تلاش کرده‌اند تا قاعده بورن را از اصول بنیادی‌تر بدست آورند، اما هیچ‌یک از آنها به طور گسترده‌ای پذیرفته نشده‌اند. اکنون ماسانس و همکارانش، توماس گالی (Thomas Galley) از موسسه فیزیک نظری پریمیتر در واترلوی کانادا و مارکوس مولر (Markus Müller) از موسسه اپتیک کوانتومی و اطلاعات کوانتومی وین، راه جدیدی برای استخراج این قاعده از اصول عمیق‌تر نظریه کوانتومی پیشنهاد کرده‌اند، رویکردی که می‌تواند توضیح دهد مکانیک کوانتومی چطور به صورت عمومی‌تر از طریق فرآیند اندازه‌گیری به آزمایش ارتباط می‌یابد. ماسانس می‌گوید:
" ما تمام ویژگی‌های اندازه‌گیری در نظریه کوانتوم را بدست می‌آوریم: یعنی سوالات، پاسخ‌ها و احتمال رخداد پاسخ‌ها "
این یک ادعای بزرگ است. این سوال که اندازه گیری در مکانیک کوانتومی به چه معناست، از روزهای ابتدایی تولد آن، یعنی از زمان اینشتین و شرودینگر، سوال مهم و چالش‌برانگیزی بوده و بعید به نظر میرسد که این پیشنهاد، حرف آخر باشد. اما این رویکرد ماسانس و همکارانش، مورد ستایش فیزیکدانان قرار گرفته است. چیریبلا می‌گوید من آن را بسیار دوست دارم. کابلو می‌گوید:
این کار، نوع تمرین پالایش است، راهی برای خلاص کردن مکانیک کوانتومی از شر اجزای اضافی‌اش و این کار، قطعا یک وظیفه‌ی مهم است. این اجزای اضافی، علامتی هستند که نشان می‌دهند ما نظریه کوانتومی را کاملا نفهمیده‌ایم.
@Physics3p
🌐 منبع :
دیپ لوک، مترجم ناهید سادات ریاحی
#فیزیک_کوانتوم
➖اصل عدم قطعیت بزبان ساده
"طبیعت، به شما اجازه نمی دهد همه چیز را به صورت یکجا در موردش بدانید، اما موضوع جالب تر هم می شود اگر بدانید طبیعت حتی خودش هم در مورد خودش، همه چیز را یکجا نمی داند !!"
@Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
🧠چگونه علمی بیندیشیم⁉️
⏹ قسمت هشتم :علم چیست؟
🆔 @Physics3p
🔺تعریف چیستی علم
علم (science) از واژه لاتین «scientia» به معنای آگاهی و معرفت (knowledge) مشتق شده است. شناخت و معرفت، توصیف ها، فرضیه ها، مفاهیم، نظریه ها، اصول و دستور العمل هایی نزدیک به قطعیت هستند که یا درست و یا مفیدند. البته شناخت و معرفت محدود به این موارد نمی شود و خود بحث مفصلی در فلسفه است. به طور کلی، دانش و معرفت، اعم از علم است و علم (science) در معنای اصطلاحی، تحصیل نظام مند دانش جدید درباره طبیعت است که با روش های معین به دست می آید و هدف آن برقرار کردن رابطه ثابت بین پدیدار ها (phenomens) است. برخی فیلسوفان بین واقعیت بالفعل چیز ها در جهان و درک انسان ها از آنها تفاوت قائل می شوند.«کانت»، فیلسوف آلمانی، از دو واژه «فنومن» (phenomen) یعنی آنچه که از راه تجربه و حس قابل درک است و «نومن» (noumen) یعنی آنچه که از راه تجربه قابل درک نیست برای این منظور استفاده می کند. کانت و پیروانش، معتقد بودند که ذهن فقط می تواند،ظواهر و پدیده ها (فنومن) را بشناسد و از شناخت نومن ها، ناتوان است. البته از دیدگاه کانت، شناخت نومن ها از طر یق عقل ممکن نیست، اما از طریق اخلاق، امکان پذیر است.برخی دانشمندان بر این ادعایند که فهمیدن و تبیین دقیق جهان با استفاده از روش علمی، ممکن است و روش علمی یعنی مشاهده دقیق و آزمون نظریه ها توسط تجربه. البته آنها این ادعا را ندارند که هر چیزی را در معنای مطلق، اثبات می کنند، بلکه تاکید دارند که براساس تجربیات و مشاهدات رایج، هر چیزی را می توان با درجه خوبی از قطعیت، تبیین کرد. تا زمان عصر روشنگری در اروپا، واژه علم به معنای هر دانش منتظم به کار می رفت. علم معنای بسیار وسیعی داشت و گاهی معادل با «فلسفه» استفاده می شد. در آن زمان بین «علم طبیعی» (Natural Science) و «علم اخلاقی» (Moral Science) تفاوت قائل می شدند. علم اخلاقی شامل آن چیزی می شد که امروزه به نام فلسفه می شناسیم. علم در حال حاضر کاربردش محدود شده است و به معنای علم طبیعی یعنی آنچه که از راه تجربه و مشاهده به دست می آید، به کار می رود. علم طبیعی به «علم سخت» (hard science) و علم سبک (soft science) تقسیم می شود. فیزیک، شیمی، زیست شناسی، زمین شناسی، انواع علوم سخت هستند و انسان شناسی، تاریخ، روان شناسی و جامعه شناسی به عنوان علوم سبک خوانده می شوند. موافقین این تقسیم بندی، استدلال می کنند که علوم سبک از روش علمی یعنی آزمایش و تجربه (تجربه یعنی مجموع اعمال و مداخلاتی که انسان در واقعیت می کند)، استفاده نمی کنند بلکه از شواهد روایتی و تاریخی سود می جویند و جمع آوری اطلاعات در آنها از دقت بالایی برخوردار نیست البته مخالفین نیز ادعا دارند، علوم اجتماعی از مطالعات آماری نظام مندی در محیط های کنترل شده دقیق استفاده می کنند.برخی نیز اعتقاد دارند، ریاضی، علم است. البته ریاضی به طور دقیق به منطق مربوط است و علم به معنای استفاده از دانش تجربی نیست. اما ریاضی زبان جهانی تمام علوم است. واژه «علم» گاهی برای حوزه های بین رشته ای که حداقل در بخش هایی از روش علمی استفاده می کنند مانند «کامپیوتر»، «کتابداری» و... به کار میرود.اصطلاحات «فرضیه» (hypothesis)، «مدل» (model)، «نظریه» (Theory)، «قانون» (Law)، معنای متفاوتی در علم با گفت وگو های روزمره ما دارند. دانش، شناخت، یا آگاهی اشتباه نشود.برای دیگر کاربردها، علم (ابهام‌زدایی) را ببینید.علم (به معنای آموختن) ساختاری است برای تولید و ساماندهیدانش دربارهٔ جهان طبیعی در قالب توضیح‌ها و پیش‌بینی‌های آزمایش‌شدنی.یک معنای قدیمیتر و نزدیک که امروزه هنوز هم به کار میرود متعلق به ارسطو است و دانش علمی را مجموعه‌ای از آگاهیهای قابل اتکا می‌داند که از لحاظ منطقی و عقلانی قابل توضیح باشند.
مهم‌ترین نکته در علم چیست؟
-تحقیق و تجربه و تفکر
-سوال کردن و تلاش برای یافتن پاسخ
-خلاقیت و نو آوری
-تبدیل علم به عمل
منبع : مجله ایلیاد
@Physics3p
⚫️ چگونه از نظر علمی حس کنجکاوی خود را برانگیزید؟!
_برداشت از TED
- Ted.com
• زبان اصلی
@Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
مونا جراحی متولد ژانویه ۱۹۷۹ است که در سن ۲۱ سالگی موفق به کسب مهندسی الکترونیک از دانشگاه صنعتی شریف شد و فوق‌لیسانس خود را از دانشگاه استنفورد در سال ۲۰۰۳ و مدرک دکتری خود را نیز در سال ۲۰۰۷ از همین دانشگاه گرفت. وی همچنین مقطع پسادکتری خود را در دانشگاه کالیفرنیا برکلی گذرانده و در حال حاضر استاد دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس UCLA می‌باشد. وی در مراسمی که در کاخ سفید برگزار شد، نشان «استعداد برتر حرفه‌ای جوان سال» را از رئیس‌جمهوری آمریکا باراک اوباما به خاطر تحقیقات و پروژه های خلاقانه وی در گسترش دانش پلاسمونیک در ساخت وسایل نانوالکترونیک و نانوفتونیک و صنعتی کردن فناوری «تراهرتز» دریافت کرد.
وی تنها ایرانی تبار حاضر در بین ۱۰۲ استعداد برتر سال بود که مفتخر به گرفتن این نشان شد.جراحی تاکنون جایزه‌های متعددی را برده‌است که می‌توان به جایزه پیشگامان مهندسی از آکادمی ملی بنیاد مهندسی Grainger، جایزه پیشرفت شغلی زودهنگام از بنیاد ملی علوم، جایزه محققین جوان از دفتر تحقیقات نظامی آژانس پروژه‌های دفاعی پیشرفته مرکز تحقیقات نظامی اشاره نمود.
@Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
یک نوع ماده نامریی وجود دارد که بر حرکات ستاره‌ها و کهکشان‌ها تاثیر می‌گذارد اما تاکنون هیچ‌کس نتوانسته است خود ماده به نام ماده تاریک را مستقیما تشخیص دهد. اما برخی امیدوارند که ما بتوانیم از میدان رو به رشد دانش کوانتومی استفاده کنیم تا در نهایت آن را پیدا کنیم. دانشمندان در آزمایشگاه شتاب‌دهنده ملی فرمی وزارت انرژی ایالات‌متحده و دانشگاه شیکاگو، یک تکنیک جدید مبتنی بر فن‌آوری کوانتوم را نشان داده‌اند که جستجو برای ماده تاریک را پیش می‌برد، که ۸۵٪ کل ماده در جهان را شامل میشود. آرون چو، یکی از نویسندگان مقاله منتشر شده در نامه‌های نقد فیزیکی در مورد این تکنیک جدید، گفت ما میدانیم که حجم عظیمی از جرم در اطراف ما وجود دارد که از همان چیزهایی که من و شما از آنها ساخته شده‌ایم ساخته نشده است ماهیت ماده تاریک یک راز واقعا جذاب است که بسیاری از ما تلاش می‌کنیم آن را حل کنیم.
ادامه مطلب...
@Physics3p
https://www.instagram.com/quantum.physics3p
🆔 @Physics3p
دکتر شهریار بایگان، استاد فیزیک دانشگاه تهران 15 اردیبهشت بر اثر ابتلا به ویروس کووید19 درگذشت.
به گزارش دیده‌بان علم ایران، مرحوم بایگان در سال 1362 پس از اخذ دکتری فیزیک هسته‌ای از دانشگاه ادینبورو انگلستان به گروه فیزیک دانشکده علوم دانشگاه تهران پیوست و نقش اساسی در شروع دوره‌های تحصیلات تکمیلی داشت. وی مدت سه سال مدیریت گروه فیزیک و با ارتقای گروه به دانشکده فیزیک، سه سال دیگر مدیریت آن دانشکده را عهده‌دار بود.
دکتر بایگان، تحولی اساسی در زیرساخت دانشکده فیزیک از نظر علمی، اجرایی و اتمام ساختمان شماره ۲ دانشکده (خیام) داشت.
از نظر علمی مدارج دانشیاری و استادی را با مرتبه عالی به پایان رساند و تعداد قابل‌توجهی دانشجوی کارشناسی‌ارشد و دکتری زیر نظر ایشان هدایت شدند که اکنون در دانشگاه‌های داخل و خارج از کشور مشغول به فعالیت هستند. در سال‌های اخیر زمینه علمی مورد علاقه استاد، برخورد هسته‌ها و برهمکنش آنها و نظریه میدان‌های موثر برای هسته‌های چند نوکلیونی بوده‌است.
دیده‌بان علم ایران درگذشت این استاد برجسته را به خانواده ایشان و جامعه علمی و دانشگاهی ایران تسلیت می‌گوید.
دیده‌بان علم ایران
@Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
پژواک‌های امواج‌گرانشی که می‌توانند اولین سیگنال گرانش کوانتومی باشند
قسمت پایانی
@Physics3p
در طبیعت ادغام ستاره‌ی نوترونی به چهار حالت مختلف می‌تواند منجر شود:
۱. تشکیل فوری سیاهچاله بعد از ادغام؛
۲. تشکیل ستاره‌ی نوترونی پرجرم و سپس رمبش آن به سیاهچاله در زمان کمتر از یک ثانیه؛
۳.تشکیل ستاره‌ی نوترونی پرجرم که در مقیاس زمانی ۱۰-۱۰,۰۰۰ ثانیه به سیاهچاله تبدیل میشود؛
۴. تشکیل ستاره نوترونی پایدار
پس، ادغام دو ستاره‌ی نوترونی می‌تواند به سیاهچاله رمبش کند. ستاره‌ی نوترونی که جرمش از بیشینه‌ی جرم ستاره‌ی یکنواخت چرخان بیشتر باشد پرجرم نامیده میشود. ابتدا چرخش دیفرانسیلی و گرادیان گرمایی که به دلیل سردشدن سریع توسط تابش نوترینو ایجاد میشود، مانع رمبش ستاره‌ی نوترونی میشود. سرانجام بعد از ادغام، ترمز مغناطیسی چرخش دیفرانسیلی، باعث رمبش ستاره‌ی نوترونی به سیاهچاله در فاصلهی زمانی کمتر یا مساوی یک ثانیه میشود.
در ۱۷ آگوست ۲۰۱۷، رصدخانه‌ی لایگو، امواج‌گرانشی از اولین رخداد ادغام دو ستاره‌ی نوترونی را ثبت کرد که قبلا درباره‌ی آن نوشتیم (مقاله‌ی یک و دو را ببینید). این رخداد GW170817 نامیده میشود. برای GW170817 دامنه‌ی وسیعی از معادلات حالت، جرم بعد از ادغامی را به دست می‌دهند که در محدوده‌ی ستاره‌ی نوترونی پرجرم قرار می‌گیرد. به همین دلیل، ما جستجوی پژواک‌ها را مطابق با سناریوهای اول و دوم که در بالا ذکر شد، در محدوده‌ی زمانی کمتر یا مساوی یک ثانیه بعد از ادغام انتخاب کردیم. ما پژواک‌هایی با درجه‌ی اهمیت ۴.۲سیگما را یافتیم. این پژواک‌ها اسپین سیاهچاله‌ی نهایی را داخل بازه ۰٫۸۴-۰٫۸۷ (۰٫۸۷-۰٫۷۰) برای فرض ترجیحی۳ اسپین پایین (بالا) محدود می کند.
علاوه بر آن، رصد امواج‌گرانشی حاصل از رخداد GW170817، فرصت بدیعی ایجاد میکند تا بتوانیم علاوه بر آزمودن نسبیت‌عام اینشتین در شرایط فیزیکی حاد، طبیعت پسماند ادغام و خلق افق رویداد سیاهچاله را نیز بررسی کنیم. بعد از ادغام ستاره‌ی نوترونی، حالت پسماند متراکمی تشکیل میشود که غالبا به جرم اجسام اولیه‌ی تشکیل‌دهنده‌ی آن وابسته است. در GW170817، جرم نهایی بین ۲ تا ۳ برابر جرم خورشید بود. این جرم هم می‌تواند سیاهچاله تشکیل دهد، هم ستاره‌ی نوترونی. اگر ستاره‌ی نوترونی تشکیل دهد، برای پایدارماندن بسیار پرجرم خواهد بود. این بدین معنی است که با تاخیر زمانی به سیاهچاله رمبش میکند. اگر سیاهچاله تشکیل دهد، فرکانس میرآوای۴ آن خارج محدوده‌ی حساسیت آشکارسازهای لایگو/ویرگو خواهد بود. بنابراین آنها عموما به این سیگنال حساس نخواهند بود. با این وجود، با تشکیل جسم متراکم غیرعادی۵ انتظار بر این است که به پژواک‌های قابل ردیابی در فرکانس‌های پایین منجر شود.
در این پژوهش، با استفاده از نکته‌ی بالا و با جستجو در داده‌های امواج گرانشی مربوط به رخداد GW170817، توانستیم وجود پژواک‌های امواج‌گرانشی را با درجه‌ی اهمیت ۴.۲سیگما (یا خطای آماری ۰.۰۰۱۶٪ ) در فرکانس ۷۲هرتز بعد از یک ثانیه از ادغام ردیابی کنیم. به عبارت دیگر پیک مشابه به علت نویز داخل بازه‌ی زمانی و فرکانسی مورد نظر نمی‌تواند بیش از چهار بار در سه روز رخ دهد. اگر این یافته تایید شود، نتیجه‌ی آن می‌تواند تحول چشم‌گیری روی فیزیک سیاهچالههای کوانتومی و اخترفیزیک ادغام ستاره‌های نوترونی ایجاد کند. این نتیجه به طور مستقل توسط این مقاله تأیید شده است (شکل ۲)، که از مشاهدات الکترومغناطیسی برای استنباط زمان رمبش برای تشکیل سیاهچاله استفاده می‌کنند.
@Physics3p
منابع:
🌐 برگرفته از سایت علمی نجوم اسطرلاب،
عنوان اصلی مقاله: Echoes from the Abyss: A highly spinning black hole remnant for the binary neutron star merger GW170817
لینک مقاله: https://arxiv.org/abs/1803.10454
نویسندگان: Jahed Abedi and Niayesh Afshordi
این مقاله در نشریه‌ی JCAP منتشر شده است و در ۲۳۵ امین جلسه‌ی جامعه‌ی اخترشناسی آمریکا رتبه‌ی نخست جایزه‌ی کیهانشناسی بوکالتر را به عنوان قدم جسورانه و خلاقانه در درک پدیده‌ی گرانش کوانتومی با استفاده از داده‌های رصدی برای اثبات وجود پژواک‌های امواج‌گرانشی از ادغام ستاره‌ی نوترونی که نشان میدهد داخل سیاهچاله بسیار پیچیده‌تر از پیش‌گویی ساده‌ی نسبیت‌عام می‌باشد. مؤلفان این مقاله، آن را به استفان هاوکینگ و جو پولچینسکی، دو پیشگام پارادوکس اطلاعات سیاهچاله تقدیم کردند.
▪️گردآوری: جاهد عابدی دانش آموخته دکتری دانشگاه صنعت شریف و پسادکتری موسسه فیزیک گرانش (آلبرت اینشتین)ماکس پلانک و برنده جایزه بوکالتر کیهان شناسی 2019 کانادا
دیاگرام رمبش ستاره‌ی نوترونی به سیاهچاله و پژواک‌های امواج‌گرانشی به دلیل وجود غشای نزدیک افق سیاهچاله
@Physics3p
نظریه ریلی-جینز:
🆔 @Physics3p
در سال ۱۹۰۰ ریلی و جینز بر روی طبیعت تابش الکترومغناطیس کاواک متمرکز شدند. نظریه ریلی-جینز به شرح زیر است:
یک کاواک با دیوار فلزی به شکل مکعب را در نظر بگیرید. وقتی که مکعب تا دمای T به صورت یکنواخت گرم شود دیواره‌ی داخلی مکعب شروع به تابش میکند. پس از اینکه این امواج تابش شده از یک دیواره به دیواره‌ی رو به رو میرسد بازتاب میشوند و امواج تابیده با امواج بازتاب شده یک موج ایستاده تشکیل می‌دهند. هر موج الکترومغناطیس دارای دو میدان الکتریکی و مغناطیسی است که بر جهت انتشار موج عمود است. موج تابش شده از یک دیواره بر سطح آن عمود است بنابراین بردار میدان الکتریکی این موج موازی با دیواره مکعب است. زمانی که میدان الکتریکی با یک سطح فلزی موازی باشد ذرات باردار در فلز چنان جریان می یابند تا میدان الکتریکی را خنثی کنند. بنابراین مقدار میدان الکتریکی در دیواره‌ی مکعب برابر صفر میشود. بنابراین در دیواره مکعب گره وجود دارد. چون دامنه‌ی نوسان میدان الکتریکی در دیواره صفر است. به همین ترتیب ثابت میشود که تمامی امواج ایستاده ای که داخل مکعب تشکیل میشوند در دیواره ها دارای گره هستند به همین شکل که در تصویر نشان داده شده. حال اگر تعداد این امواج ایستاده را شمارش کنیم و در انرژی میانگین هر یک از این امواج ضرب کنیم و بر حجم کاواک تقسیم کنیم انرژی میانگین در واحد حجم بدست می‌آید که به آن چگالی انرژی می‌گویند. این همان کمیت مورد نظر است. برای امواج الکترومغناطیسی یک بعدی ایستاده میدان الکتریکی به صورت تابع زیر است:
E(x,t)=E₀ sin(2πx/𝝀) sin(2πft)
در این رابطه 𝝀 طول موج، f بسامد و E₀ دامنه‌ی بیشینه‌ی میدان الکتریکی است. در صورتی که 2x/𝝀 یک مقدار صحیح ( 0 ،1، 2 ،3 و...) داشته باشد sin(2πx/𝝀) برابر با صفر میشود و در نتیجه در این نقاط میدان الکتریکی صفر است و گره داریم. همانطور که توضیح داده شد در دیواره ها گره داریم بنابراین اگر مکعب با طول ضلع a را در نظر بگیریم باید x=a در رابطه 2x/𝝀=n صدق کند.
می دانیم که:
𝝀=c/f
با جایگذاری در n=2x/𝝀 داریم:
f= cn/2a n= 1,2,3...
با این رابطه مقادیر مجاز f (بسامد) را بدست می‌آوریم. اگر رابطه بالا را برای n بنویسم به شکل زیر میشود:
n= 2af/c
تعداد نقاط بین دو بسامد f و f+df برابر میشود با:
n= 2a(df)/c
این عبارت در یک 2 باید ضرب شود که به دو حالت ممکن قطبش (به خاصیتی از امواج عرضی که جهت‌گیری نوسانات آنها را مشخص میکند گفته میشود.) اشاره دارد. بنابراین تعداد امواج ایستاده برابر میشود با:
4a(df)/c
به سادگی این رابطه به سه بعد تعمیم داده میشود:
8πVf²(df)/c³
که V حجم جسم می‌باشد.
اکنون تعداد امواج ایستاده را داریم حال باید انرژی میانگین هرکدام از این امواج ایستاده را بیابیم. بنابر قانون همپاری در ترمودینامیک که بیان میکند: در دستگاهی متشکل از مولکول های گاز که در دمای T در تعادل هستند میانگین انرژی جنبشی هر مولکول برابر با KT/2 است. که K ثابت بولتزمن می‌باشد. این قانون برای هر سیستم در حال تعادل که داری تعداد زیادی جزء یکسان است به کار میرود. در اینجا اجزای یکسان ما تعداد بسیار زیاد امواج ایستاده می باشند که یک درجه آزادی دارند و آن دامنه‌ی میدان الکتریکی می‌باشد. بنابراین انرژی جنبشی هریک از امواج ایستاده برابر KT/2 است. برای هر سیستم با یک درجه آزادی که حرکت هماهنگ ساده انجام میدهد انرژی کل دو برابر انرژی جنبشی میانگین آن است پس انرژی کل میانگین هر موج ایستاده برابر با KT میشود. بنابراین انرژی تابشی در واحد حجم (چگالی انرژی) در فاصلهی بسامدی f تا f+df و در دمای T برابر میشود با:
𝛒(f)df= 8πf²(df)KT/c³
🆔 @Physics3p
چرا می‌گوییم نور ماهیت ذره ای دارد؟
4) تولید زوج:
دیراک در سال ۱۹۲۸ با ترکیب نسبیت خاص و مکانیک کوانتوم موفق شد تا کوانتوم را تا قلمرو پدیده های نسبیتی گسترش دهد. این نظریه وجود یک ذره را با جرم و مقدار بار برابر با الکترون ولی با بار مثبت پیش بینی میکرد. در سال ۱۹۳۲ اندرسون این ذره را که پوزیترون نامیده میشود کشف کرد.
هنگامی که تابش الکترومغناطیس با بسامد بالا از داخل یک ورقه نازک فلزی عبور کند فوتون های این تابش با تولید جفت ذره الکترون و پوزیترون، نابود میشوند. حداقل انرژی فوتون برای تولید زوج باید اندازه مجموع انرژی های سکون الکترون و پوزیترون (2mec²) (که me جرم الکترون و پوزیترون می‌باشد) باشد که چنین انرژی را فوتون های پرتو X و پرتو گاما دارند. بنابراین جذب فوتون ها در برهمکنش با ماده در انرژی های کم از طریق اثر فوتوالکتریک، در انرژی های متوسط از طریق اثر کامپتون و در انرژی های زیاد از طریق تولید زوج روی میدهد. به دلیل پایستگی بار، انرژی و تکانه، این فرایند (تولید زوج) نمی‌تواند در فضای خالی روی دهد. برای انجام این فرایند باید فوتون در یک میدان خارجی مانند میدان کولنی اطراف هسته یک اتم باشد. یک جفت الکترون پوزیترون زمانی تولید میشود که فوتون به هسته اتم برخورد کند.
عکس فرایند تولید زوج هم روی میدهد. پوزیترون در عبور از ماده و در جریان برخورد های متوالی انرژی از دست میدهد، تا آنکه ضمن ترکیب با یک الکترون پوزیترونیوم تشکیل دهند. پوزیترونیوم عمر کوتاهی دارد و به سرعت وامی‌پاشد و فوتون تولید میکند. پوزیترونیوم مانند هیدروژن است که به جای پروتون پوزیترون جایگزین شده است. زمانی که یک الکترون و یک پوزیترون با هم برخورد کنند یک دیگر را نابود می‌کنند و موجب تابش الکترومغناطیس میشوند که دست کم دو فوتون با انرژی (𝑚𝑒)𝑐² تولید می‌کنند. به دلیل اینکه این الکترون و پوزیترون در مجاور هم در حال سکون اند اندازه حرکت سیستم صفر است و باید پایسته بماند به دلیل اینکه فوتون با اندازه حرکت صفر نمی‌تواند وجود داشته باشد بنابراین محتمل ترین حالت این است که دو فوتون با اندازه حرکت مساوی اما در خلاف جهت هم تولید شوند در این صورت اندازه حرکت پایسته می‌ماند.
که این فرایند فیزیکی هم تاییدی است بر اینکه نور ماهیت ذره گونه دارد.
🆔 @Physics3p
چرا می‌گوییم نور ماهیت ذره ای دارد؟
2) اثر فوتوالکتریک:
هرتز در سال ۱۸۸۷ اثر فوتوالکتریک را کشف کرد: هنگامی که نور ( با بسامدی معین) به فلزات تابیده شود الکترون ها از سطح آن جدا میشوند. آزمایش ها نشان میدادند که برای جدا کردن الکترون ها از سطح فلز شدت تابش اثری ندارد و وابسته به بسامد است. اگر بسامد نور به اندازه‌ی کافی نباشد هر چه قدر هم که شدت نور را زیاد کنیم هیچ الکترونی خارج نمی‌شود. در صورتی که بسامد نور را بالا ببریم الکترون ها شروع به کنده شدن از سطح فلز می‌کنند. در این حالت که بسامد کافی است اگر شدت تابش را زیاد کنیم تعداد الکترون های کنده شده از سطح فلز افزایش می‌یابد. در صورتی که نتایج این آزمایش ها با فیزیک کلاسیک سازگار نیست. میدانیم که هر موج الکترومغناطیس از دو میدان الکتریکی و مغناطیسی عمود برهم تشکیل شده است. بنابراین میدان الکتریکی این موج بر الکترون سطح فلز نیرو وارد میکند و آنرا وادار به نوسان میکند. با ادامه همین روند دامنه نوسان الکترون افزایش می‌یابد تا جایی که بتواند از سطح فلز کنده شود. بنابراین اثر فوتوالکتریک باید با هر بسامدی رخ دهد اما این برخلاف آزمایش هاست. از طرفی میدانیم که با افزایش شدت نور دامنه نوسان میدان الکتریکی موج الکترومغناطیس افزایش می‌یابد بنابراین باید در یک بسامد معین با افزایش شدت نور الکترون ها با تندی بیشتری از سطح فلز کنده شوند که این هم با آزمایشات سازگار نیست. این نتایج نشان می‌دهند که جذب پیوسته انرژی توسط الکترون ها نادرست است. در سال ۱۹۰۵ اینشتین با استفاده از نظریه پلانک ( که بیان میکرد مبادله انرژی بین نور و ماده به صورت گسسته است) اثر فوتوالکتریک را توصیف کرد.
🆔 @Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
◾️منابع گذرای فراکهکشانی؛ مشاهدات پرتو ایکس
@Physics3p
➖قسمت اول
مشاهدات پرتوایکس در ۵۰ سال گذشته نقش مهمی در اکتشافات نجومی داشته‌اند. از کشف سیاهچالههای کهکشانی جدید تا فوران‌های عظیم ستاره‌ای، تا رخدادهای اختلال جزر و مدی، و تا کشف مگنتارها و تپ‌اختر‌های میلی‌ثانیه‌ای همچنین، هرازچندگاهی دسته‌های جدیدی از منابع اخترفیزیکی در مشاهدات مختلف الکترومغناطیسی یافت میشوند. به این بخش از نجوم، به اصطلاح «دامنه‌ی زمان» گفته میشود که به مطالعه‌ی تغییرات زمانی منبع اخترفیزیکی می‌پردازد و دارای پتانسیل زیادی برای کشف‌های گوناگون است. باتوجه به تلسکوپ‌های جدیدی که در دهه‌ی آینده آغاز به کار خواهند کرد، افزایش قابل توجهی در نرخ کشف منابع گذرای اخترفیزیکی و فراکهکشانی پیش‌بینی میشود. مشاهدات چند طیفی و چندگانه‌ی تعداد زیادی از تلسکوپ‌ها و آشکارسازها که به سرعت به یک رخداد گذرا واکنش نشان می‌دهند، برای فهم بهتر گذراها و ویژگی‌های فیزیکی آنها حائز اهمیتند. در این مقاله راجع به اهمیت مشاهدات پرتوایکس در پاسخ به چند سؤال کلیدی در اخترفیزیک می‌پردازیم:
١. رخدادهای اختلال جزر و مدی یا TDE یکی از مثال‌های برافزایش مواد با نرخ بسیار زیاد (مافوق حد ادینگتون) هستند. تقریبا هر ده‌هزار سال یک بار، در هر کهکشان، یک ستاره با نیروهای جزر و مدی قوی ناشی از سیاهچاله‌ی ابرپرجرم مرکزی مختل میشود. عموما در این سیستم‌ها، برافزایش مواد با نرخ بسیار بالا آغاز میشود و در طی چند ماه به تدریج کاهش می‌یابد. تابش‌های ساطع‌شده از این رخدادها در طیف‌های مختلف قابل رصد است. مشاهدات پرتوایکس برای فهم این رخدادها حائز اهمیت بسیاری هستند چرا که این تابش از درونی‌ترین مناطق سیستم، حاوی جریان‌های نسبیتی ساطع میشود. برای فهمیدن جزییات این جریان‌ها، به تلسکوپ‌هایی نیاز داریم که هم بتوانند به سرعت به جهت منبع گذرای گزارش‌شده بچرخند و هم سطح مقطع مؤثر زیادی داشته باشند تا بتوانند جزییات تحول طیفی این جریان‌های برافزایشی منحصربه‌فرد را مطالعه کنند. از طرف دیگر، تلسکوپ LSST قرار است در هر سال حدود هزار رخداد TDE پیدا کند. این نرخ در حال حاضر یک یا دو TDE در سال است. مشاهدات پرتوایکس می‌توانند این رخدادها را از فوران‌های دیگر تفکیک کنند.
٢. ادغام سیاهچالههای ابرپرجرم به احتمال زیاد، رخدادهای فعالی هستند که تابش گرمایی در محدده‌ی پرتوایکس دارند. پروژه‌ی فضایی امواج گرانشی لیسا (LISA) که اوایل دهه‌ی ۲۰۳۰ شروع به فعالیت خواهد کرد، ادغام سیاهچالههای ابرپرجرم را با جرم‌هایی در محدوده‌ی هزار تا ده‌میلیون برابر جرم خورشید (و انتقال‌به‌سرخ متوسط برابر با ۲) آشکار خواهد کرد. این رخدادها با نسل آینده‌ی ماهواره‌های پرتوایکس مانند AXIS، Lynx، Athena، و TAP قابل مشاهده خواهند بود و در فهم توزیع طیفی انرژی منبع به ما کمک خواهند کرد.
🔘 ادامه دارد....
@Physics3p
🌐 منابع:
برداشت از سایت نجوم و کیهان شناسی اسطرلاب
__ عنوان اصلی مقاله: X-ray follow-up of extragalactic transients
__نویسندگان: E. Kara, R. Margutti, A. Keivani, et al
*لینک اصلی مقاله: https://arxiv.org/abs/1903.05287
#گردآوری: آزاده کیوانی، محقق و مدرس دانشگاه کلمبیای نیویورک ، پژوهشگر در زمینه‌ی اخترفیزیک پیام‌رسان‌های چندگانه و نوترینوها و امواج گرانشی ، عضو رصدخانه‌ی نوترینوی IceCube،
پژوهشگر اسبق پَسادکترا در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و عضو تیم تحقیقاتی AMON
"به محض اینکه از یاد گرفتن دست بردارید، شروع به مردن می کنید."
،،آلبرت آینشتاین،،
@Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
🌐گفتگوی ۴ قسمتی شاهین نجفی با عرفان کسرایی درباره "فلسفه علم"
➖فلسفه علم چیست؟(قسمت اول)
__عرفان کسرایی دانش آموخته مهندسی مکانیک و فلسفه ی علم ،سال ها به عنوان نویسنده و روزنامه نگار علم و فناوری با نشریات و رسانه های فارسی زبان داخل و خارج از ایران همکاری کرده است. او عضو انجمن فلسفه علم آلمان GWP است و در حال حاضر به تحصیل در مقطع دکترای فلسفه علم با موضوع پژوهشی استدلال ریاضی در کیهان شناسی مشغول است.
▪️. https://youtu.be/r5lIJ0Sfi-8
@Physics3p
@PhysicsAssociation
#فیزیک_کوانتوم
⚫️ ماجرای سیگنال رادیویی تکرار شونده از فضا چیست؟
@Physics3p
تاکنون توسط رادیوتلسکوپ‌ها ، سیگنال های رادیویی مختلفی از فضا یعنی خارج از زمین دریافت شده است. این سیگنال‌ها مورد گمانه زنی‌های بسیاری شده اند.دانشمندان از سال ۲۰۰۷ آنها را شناسایی کرده و مورد بررسی قرار می‌دهند.تاکنون بیش از ۱۰۰ نوع سیگنال شناسایی شده‌اند بعضی از آنها تکرار میشوند.این موضوع باعث شده است عده ای بگویید شاید این سیگنال ها حاوی پیامی هستند.به نظر میرسد بعضی با الگوی نامنظم تکرار میشوند اما دو سیگنال FRB180916 و FRB121102 نمونه هایی هستند که با الگوی منظم تکرار می شوند.اولی چرخه ۱۶ روزه و دومی چرخه ۱۵۷ روزه دارد.سریع و گذرا بودن باعث شده تا مطالعه آنها بسیار دشوار باشد و عامل آنها دقیق مشخص نیست اما ایده هایی در موردشان وجود دارد.مثلاً گفته میشود ممکن است منبع این امواج ستاره نوترونی و به‌شدت مغناطیسی (مگنتار) و یا منظومه های دو ستاره‌ای باشد اما این ایده‌ها قطعی نیستند از اینرو حتی ایده موجودات فرازمینی نیز به عنوان منبع این امواج مطرح شده است.همچنین لزوما نمیتوان گفت که این دو سیگنال تکرار شونده از یک نوع منبع منتشر میشوند.به هر حال با توجه به اینکه سیگنال 121102 از فاصله حدود سه میلیارد سال نوری به ما میرسد، اگر منبع آن موجودات فرازمینی باشد، نشان دهنده فعالیت آنها در سه میلیارد سال قبل بوده و وضعیت امروز آنها نامشخص است.
@Physics3p
🌐منابع:
__ برداشت از سایت علمی ذهن آموز
1- https://nypost.com/2020/08/25/mystery-radio-signal-from-space-thats-on-157-day-cycle-just-woke-up-right-on-schedule/amp/
2- https://www.zoomit.ir/2020/6/11/359466/mysterious-fast-radio-burst-repeater/
3-https://en.m.wikipedia.org/wiki/Fast_radio_burst
🔘 سخنرانی کامل با محوریت « لزوم بازنگری در آموزش مدرسه ای علوم با اولویت فیزیک»
◾️دکتر سلیمان رسولی، دکترای فیزیک هسته ای، دبیرنمونه کشوری، اولین و تنها سفیر انجمن آموزش علوم اروپا Scientix در ایران، معلم پژوهنده و پژوهشگر آموزش فیزیک، برنده جایزه علمی آموزشی مرکز پژوهش های هسته ای اروپا CERN و تنها نماینده ایران در برنامه HST2017، هماهنگ کننده گروه IPPOG Friends در گروه بین المللی IPPOG وابسته به مرکز CERN
# برگزار شده توسط کانال و سوپر گروه فیزیک کوانتوم
@PhysicsAssociation
@physics_archives
🆔 @dr_s_rasouli
#فیزیک_کوانتوم
رویت بزرگترین ابرماه سال در آسمان؛ امروز/ 14 دقیقه طول می کشد. این پدیده در سواحل شرقی آسیا، سواحل غربی آمریکا و سرزمین‌های میان آنها در اقیانوس آرام قابل مشاهده است. ابر ماه زمانی رخ میدهد که ماه در نزدیک‌ترین فاصله به زمین باشد.
بازنشر از ایرانیان چنل
🆔@Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
▪️ادعای تصویری از سحابی زیبای ” دروازه ی بهشت ” حقیقت ندارد.!
متن شایعه : عکسی که تلسکوپ هابل از اعماق جهان هستی ثبت کرده و دانشمندان نمی‌توانند تشخیص دهند که دقیقا این شعاع‌های نور چیست و با چه چیزی روبه‌رو هستند. این سحابی آنقدر زیبا، درخشان و سحرآمیز است که دانشمندان آن را «دروازه‌ی بهشت» نامیده‌اند!
_پاسخ: این ادعا درست نیست.
➖👈 ادامه مطلب .....
🌐منبع : برداشت از سایت علم و فلسفه (آرین رسولی)
@Physics3p
https://www.instagram.com/quantum.physics3p
نور نامرئی(توضیحات در عکس)
🆔 @Physics3p
#مکانیک_کوانتوم
◼️ لرزش‌های ناشی از سیاهچاله ابر پرجرم راه شیری
@Physics3p
🎙️مرگ فلسفه
فایل صوتی
استیون هاوکینگ در کتاب طرح بزرگ گفت: فلسفه اینک مرده است. دانشمندان بسیاری با او موافق اند. چرا؟
علی هادیان
بهار ۱۴۰۰
گروه علمی اروتسی
🔹کانال تلگرام #علم_برای_عموم:
🆔@Ali_Hadyan
#فــیزیـک_کــوانــتوم
انفجار زودهنگام جهان سیاهچاله Goldilocks را خنثی میکند.
یک سیاهچاله جدید رکورد را می‌شکند نه به خاطر اینکه کوچک‌ترین یا بزرگترین است بلکه به خاطر اینکه درست در وسط است سیاهچاله Goldilocks که اخیرا کشف شده است بخشی از یک پیوند از دست رفته بین دو جمعیت از سیاهچاله هاست سیاهچالههای کوچک ساخته‌شده از ستاره‌ها و غول‌های ابر پرجرم در هسته بیشتر کهکشان‌ها
در یک تلاش مشترک محققان دانشگاه ملبورن و دانشگاه موناش یک سیاهچاله را کشف کرده‌اند که تقریبا ۵۵۰۰۰ برابر جرم خورشید است یک سیاهچاله افسانه‌ای با جرم متوسط این کشف امروز در مقاله‌ای با عنوان شواهدی برای یک سیاهچاله با جرم متوسط از یک اشعه گاما که از نظر جاذبه بسیار ضعیف است در مجله ستاره‌شناسی طبیعت منتشر شد.
نویسنده اصلی و دانشجوی دکتری دانشگاه ملبورن‌جیمز پاینر گفت که آخرین کشف نور جدیدی از شکل سیاهچالههای ابر پرجرم به دست میدهد او گفت در‌حالی‌که میدانیم این سیاهچالههای ابر پرجرم در هسته بیشتر کهکشان‌ها پنهان شده‌اند اگر بگوییم نه همه کهکشان‌ها نمی‌دانیم که چگونه این موجودات می‌توانند در عصر جهان به این بزرگی رشد کنند.
سیاهچاله جدید از طریق کشف انفجار اشعه گاما که از نظر گرانشی با طول کشیده بود کشف شدانفجار اشعه گاما یک فلاش نیمه دوم نور با انرژی بالا که توسط یک جفت ستاره در حال ادغام منتشر می‌شودمشاهده شد که یک انعکاس روایت کننده دارد این انعکاس ناشی از سیاهچاله جرم واسط است که مسیر نور را در مسیر خود به سمت زمین خم میکند به طوری که ستاره‌شناسان نور را دو بار می‌بینند.
نرم‌افزار قدرتمندی که برای شناسایی سیاهچالهها از امواج گرانشی توسعه داده شد، برای اثبات این که این دو فلاش تصاویری از یک شی هستندمورد استفاده قرار گرفت.
پروفسور اریک ثرین از دانشکده فیزیک دانشگاه موناش و ستاره‌شناسی و محقق ارشد مرکز عالی برای کشف موج گرانشی گفت این سیاهچاله که به تازگی کشف شده است می‌تواند یک اثر باستانی باشد یک سیاهچاله اولیه که قبل از تشکیل اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها در جهان ایجاد شده است.
این سیاهچالههای اولیه ممکن است دانه‌های سیاهچاله ابر پرجرم باشند که امروزه در قلب کهکشان‌ها زندگی می‌کنندنویسنده مشترک مقاله پیشگام لنز گرانشی، پروفسور راشل وبستر از دانشگاه ملبورن گفت که یافته‌ها این پتانسیل را دارند که به دانشمندان در برداشتن گام‌های حتی بزرگتر کمک کنند.
با استفاده از این کاندید جدید سیاهچاله می‌توانیم تعداد کل این اشیا در جهان را برآورد کنیم ما ۳۰ سال پیش پیش‌بینی کردیم که این کار ممکن است امکان‌پذیر باشد و جالب است که یک مثال قوی پیدا کنیم محققان تخمین می‌زنند که حدود ۴۶۰۰۰ سیاهچاله جرم متوسط در مجاورت کهکشان راه شیری ما قرار دارند.
#مـتـرجــم_ســاکـار
#گـرداوری_آریــوس_راد
https://scitechdaily.com/early-universe-explosion-reveals-elusive-goldilocks-black-hole/
🆔@Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
پژواک‌های امواج‌گرانشی که می‌توانند اولین سیگنال گرانش کوانتومی باشند
قسمت اول
@Physics3p
_پژواک‌هایی از مغاک
البته این تمام داستان هیجان‌انگیز سیاهچاله نیست. یکی از سؤالات بحث‌برانگیز امروز در حوزه‌ی گرانش کوانتومی این است که آیا اثرات گرانش کوانتومی می‌توانند بیرون افق رویداد سیاهچاله مورد توجه قرار بگیرند؟ یا فقط در داخل سیاهچاله است که مهم میشوند؟ با اینکه سؤال دوم فرض محتاطانه‌ای است، سؤال اول ممکن است از فرآیندی ناشی شود که منجر به حل مشکل پارادوکس اطلاعات سیاهچاله شود. پارادوکس اطلاعات سیاهچاله در تلاش برای ادغام دو نظریه‌ی مکانیک کوانتومی و نسبیت‌عام بروز می‌یابد. در این پارادوکس، طی فرآیند تابش هاوکینگ و متعاقبا تبخیر سیاهچاله با تناقض ازبین‌رفتن اطلاعات سیاهچاله روبه‌رو می‌شویم. برای حل این مشکل فیزیکدان‌ها شاید در نهایت ناچار شوند یکی از سه اصل اساسی فیزیکی هم‌ارزی، یکانی و نظریه‌ی میدان کوانتومی را فدا کنند. به عنوان مثال نظری، پولچینسکی و همکارانش در سال ۲۰۱۲ در این مقاله نشان دادند که با فداکردن اصل هم‌ارزی، رفتار سیاهچالههای کوانتومی در افق متفاوت خواهد بود. یعنی ساختاری به فاصلهی طول پلانک از افق وجود خواهد داشت که شبیه دیواره‌ای آتشین عمل میکند. بنابراین تصویر ردشدن بدون دردسر (بدون هیچ تجربه‌ی خاصی) از افق سیاهچاله را دیگر منتفی میکند. حال سیاهچاله مانند چاه بدون انتها نخواهد بود و همانند صوت که از انتهای چاه منعکس میشود و پژواک تولید میکند، امواج‌گرانشی‌ای که به سمت سیاهچاله می‌روند با برخورد با این ساختارهای کوانتومی به سمت بیرون منعکس میشوند. به عبارتی باعث به‌وجودآمدن پژواک‌های امواج‌گرانشی میشوند. بنابراین یافتن این پژواک‌ها باعث کشف فیزیک با انرژی پلانک میشود و ما را در شناخت گرانش کوانتومی که از متحدکردن نظریه‌ی نسبیت‌عام با مکانیک کوانتومی ناشی میشود کمک میکند.
جالب اینجاست که میشود این پژواک‌ها را در سیگنال دریافتی از امواج‌گرانشی سیاهچالههای برخوردی یا ستاره‌ی نوترونی که به سیاهچاله رمبش میکند، در داده‌های رصدخانه‌ی امواج گرانشی لایگو جستجو کرد. اگر ساختارهای کوانتومی در سیاهچالهها وجود داشته باشند، برای قسمتی از امواج‌گرانشی که به سمت افق رویداد سیاهچاله می‌روند همانند آینه عمل می‌کنند و این امواج را منعکس می‌کنند. از طرف دیگر سیاهچالهها سطح دیگری به نام سد تکانه‌ی زاویه‌ای۲ دارند که در فاصلهی دورتری از افق قرار دارد (که کاملا کلاسیک است) و نشان میدهد که مدار حرکت ذرات و یا امواج در اطراف سیاهچاله در چه فاصله‌ای ناپایدار است. این سد جدید که در فاصلهی دورتری از دیوار آتشین قرار دارد، مجددا مانند آینه عمل کرده و قسمتی از امواج‌گرانشی منعکس‌شده را به سمت سیاهچاله برمی‌گرداند و این داستان ادامه پیدا میکند. در نتیجه از مغاک سیاهچالههای کوانتومی انعکاس‌های پی‌درپی اول، دوم، سوم و غیره را خواهیم شنید. به عبارت دیگر وجود این دو سد تکانه‌ی زاویه‌ای و دیوار آتشین همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، باعث به‌وجودآمدن اتاقک‌مانندی میشود که امواج‌گرانشی را حبس میکند و با سرعت کم به بیرون درز میدهد. میشود فرکانس‌های طبیعی این اتاقک را در حوزه‌ی فرکانس بصورت قله‌های تشدید دید.
@Physics3p
#تصویر_زیر_پیوست_شده_است
منابع:
🌐 برگرفته از سایت علمی نجوم اسطرلاب،
عنوان اصلی مقاله: Echoes from the Abyss: A highly spinning black hole remnant for the binary neutron star merger GW170817
لینک مقاله: https://arxiv.org/abs/1803.10454
نویسندگان: Jahed Abedi and Niayesh Afshordi
این مقاله در نشریه‌ی JCAP منتشر شده است و در ۲۳۵امین جلسه‌ی جامعه‌ی اخترشناسی آمریکا رتبه‌ی نخست جایزه‌ی کیهانشناسی بوکالتر را به عنوان قدم جسورانه و خلاقانه در درک پدیده‌ی گرانش کوانتومی با استفاده از داده‌های رصدی برای اثبات وجود پژواک‌های امواج‌گرانشی از ادغام ستاره‌ی نوترونی که نشان میدهد داخل سیاهچاله بسیار پیچیده‌تر از پیش‌گویی ساده‌ی نسبیت‌عام می‌باشد. مؤلفان این مقاله، آن را به استفان هاوکینگ و جو پولچینسکی، دو پیشگام پارادوکس اطلاعات سیاهچاله تقدیم کردند.
▪️گردآوری: جاهد عابدی دانش آموخته دکتری دانشگاه صنعت شریف و پسادکتری موسسه فیزیک گرانش (آلبرت اینشتین)ماکس پلانک و برنده جایزه بوکالتر کیهان شناسی 2019 کانادا